การสแกนขั้นสูง: การหาขนาดด้วย Ultrasonic Radar
โครงการ "เรดาร์" Arduino มาตรฐานเกี่ยวข้องกับการกวาด HC-SR04 Ultrasonic Sensor โดยใช้ Servo motor เพื่อทำแผนที่ระยะทาง Image Scaler for Arduino Object Radar นำสิ่งนี้ไปอีกขั้นด้วยการแนะนำ Object Dimensioning แทนที่จะระบุเพียงแค่ "มีวัตถุอยู่ที่ 10cm" ระบบนี้จะคำนวณว่าวัตถุนั้นกว้างประมาณเท่าใด ซึ่งให้ข้อมูลที่สำคัญสำหรับการหลีกเลี่ยงการชนในยานพาหนะอัตโนมัติหรือโดรนใต้น้ำ (เรือดำน้ำ)
เรขาคณิตของ Ultrasonic Scaling
ตรรกะ "Scaling" อาศัยความสัมพันธ์ระหว่างมุมกวาดและระยะทาง:
- Angular Width: ขณะที่ Servo กวาด (โดยปกติ 0-180 องศา) Arduino จะตรวจสอบระยะเวลาของ
pulseIn()โดยการบันทึกมุมที่แน่นอนที่ตรวจพบวัตถุครั้งแรกและตำแหน่งที่สัญญาณหายไป ซอฟต์แวร์จะกำหนด "Angular Width" ของวัตถุ - Trigonometric Calculation: โดยใช้ตรีโกณมิติพื้นฐาน (Sine rule) ระบบจะคำนวณความกว้างทางกายภาพของวัตถุตามระยะห่างจาก Sensor วัตถุที่กว้าง 5 องศาที่ระยะ 10cm จะเล็กกว่าวัตถุที่กว้าง 5 องศาที่ระยะ 1 เมตรมาก
- Resolution Limits: ความแม่นยำของ "Image Scaler" ขึ้นอยู่กับ Sweep step (โดยปกติตั้งไว้ที่ 1 องศา) และ Beam-width ของ HC-SR04 ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 15 องศา
การแสดงผลด้วย Processing
ในขณะที่ Arduino จัดการตรีโกณมิติ Processing (ภาษาโปรแกรมแบบ Visual) จะจัดการการแสดงผล:
- Radar Map: "Polar Map" แบบ 2D จะถูกเรนเดอร์บนหน้าจอ แสดงเส้นสีเขียวที่กวาดไปมาซึ่งแสดงถึงทิศทางปัจจุบันของ Sensor
- Size Rendering: เมื่อตรวจพบวัตถุ Processing จะวาด "Bar" หรือส่วนโค้งสีที่สะท้อนไม่เพียงแค่ระยะทาง (radial position) แต่ยังรวมถึงขนาดที่คำนวณได้ (arc width)
- Collision Alert: หากวัตถุขนาดเฉพาะปรากฏขึ้นภายในระยะวิกฤต UI สามารถเรียกใช้งาน Visual alarm ได้ โดยเลียนแบบระบบ SONAR ที่ใช้ในการนำทางทางเรือ
การใช้งานจริงในทะเล
ผู้เขียนระบุโดยเฉพาะว่าโครงการนี้ออกแบบมาสำหรับ Underwater Submarines and Ships ในน้ำขุ่น กล้องออปติคอลจะไม่สามารถใช้งานได้ แต่การถ่ายภาพด้วย Ultrasonic (SONAR) ให้วิธีที่เชื่อถือได้ในการแยกแยะระหว่างเศษซากขนาดเล็กและสิ่งกีดขวางใต้น้ำขนาดใหญ่ เพื่อให้แน่ใจว่าเส้นทางที่ปลอดภัยสำหรับโดรนทางทะเลอัตโนมัติ
ปรับปรุง #image_scaling_with_Arduino.🤞 ตอนนี้ปรับขนาดวัตถุให้ได้ขนาดที่แน่นอน และยังได้ช่วงและมุมของวัตถุบนหน้าจอของคุณ...✌️😎
Image scaler และ Arduino object Radar จะช่วยให้ยานพาหนะได้รับตำแหน่ง ขนาด และมุมที่แน่นอนของวัตถุ ซึ่งจะช่วยให้เรือดำน้ำและเรือใต้น้ำหลีกเลี่ยง Collision.✌️😎👨💻
อ้างอิงจากโปรเจกต์ที่แล้วของฉัน...
ในตอนนั้นเราสามารถรับข้อมูลได้เพียงแค่มุมและระยะทางของวัตถุเท่านั้น แต่ตอนนี้ในโปรเจกต์นี้คุณยังสามารถรับขนาดของวัตถุได้อีกด้วย
ด้วยความช่วยเหลือของ Image scaler เราสามารถประมาณขนาดของวัตถุและหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางในขณะเกิดการชนได้
Scalar ประเภทนี้สามารถช่วยให้ยานพาหนะใต้น้ำเคลื่อนที่ได้อย่างปลอดภัยใต้น้ำ